JP2890144B2 - 自動重心割出し吊具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吊具に関し、特に吊り上
げもしくは吊り降ろす荷物によって生ずる傾斜を自動的
に水平に戻すことができる自動重心割出し吊具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】荷物、
特に重量物を吊り上げたり吊り降ろしたりする際には、
吊具が傾いたりしないように荷物を吊る位置に十分気を
付ける必要がある。

【０００３】しかしながら、吊り位置の決定は非常に難
しいもので、従来は作業者の熟練によるところが大き
く、また吊り作業中に傾斜が生じてもこれを修復するこ
とが難しく、荷物を吊り落としたりする事故にもつなが
ることがあるという問題があった。

【０００４】本発明は上述した従来の問題に鑑みてなし
たもので、吊り位置が適正でなくても発生する傾斜を自
動的に水平に戻すことができる自動重心割出し吊具を提
供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動重心割
出し吊具は上記目的を達成するため、吊フレーム、一対
の油圧シリンダ及び支持部材とからなる吊具本体と、ロ
ータリー弁及び錘りとからなる傾斜制御装置と、上記一
対の油圧シリンダへの圧油の供給・排出を上記ロータリ
ー弁を介して行なう油圧源とからなり、上記一対の油圧
シリンダは夫々ロッド側もしくはヘッド側のいずれか一
方側の端部を所定の間隔を置いて上記吊フレームに固定
し、夫々他方側の端部を近接させて上記支持部材に取付
け、上記ロータリー弁は、上記一対の油圧シリンダの中
間位置で上記吊フレームに固定したケーシング内に一対
の円筒状ロータを回転自在にして対向配置すると共に該
ロータの対向する端面同士を摺接させてなり、一方のロ
ータは、上記端面に少なくとも一対以上の円形開口を同
一円周上に配置開口させ、上記各円形開口の対は夫々一
方をケーシングの圧力ポートに、他方をタンクポートに
連通させ、他方のロータは、上記一方のロータに設けた
円形開口と対応する位置に環状溝を設け、上記環状溝の
途中で上記円形開口と対応する位置夫々に上記円形開口
開閉用の円形ランド部を設けて上記環状溝を間欠的に遮
断し、該遮断された環状溝の相隣る部分の一方を上記油
圧シリンダの一方に対する圧油の供給・排出制御ポート
に、他方を上記油圧シリンダの他方に対する圧油の供給
・排出制御ポートに連通させると共に、上記一方のロー
タの回転軸に上記錘りを垂下させ、該錘りの揺振により
上記一方のロータの回転軸を回転駆動し、上記ロータの
円形開口の開口度に応じて上記油圧シリンダへの圧油の
供給・排出を制御するように構成したものである。

【０００６】また本発明に係る自動重心割出し吊具は、
内部に円筒形の中空部を備え、該中空部両端を塞止して
粘性流体を封入したハウジングと、上記中空部の軸線に
沿って該中空部内を貫通する回転軸とからなり、上記中
空部の軸線方向全長に渡って突出しかつ突出端が上記回
転軸の側面に当接する突出壁部を上記ハウジングに設け
ると共に、上記中空部の壁面に軸線方向全長で当接する
板体を上記回転軸に設けて上記中空部内を二室に分割
し、且つ上記二つの部屋の間を上記粘性流体の流れに対
して抵抗となる可変絞りを設けた外部流路にて短絡し、
上記ハウジング若しくは回転軸の回転エネルギーを上記
可変絞りによる抵抗力で吸収するロータリーダンパーを
有し、該ロータリーダンパーを上記吊フレームに取付
け、これらの回転軸の間を回転伝達手段により連結し、
かつ上記ロータリーダンパーの回転軸に上記錘りを垂下
させてなるものとすることができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す油圧回路図、図２は
全体構成を示す概略正面図、図３はロータリー弁とロー
タリーダンパー及び錘りの組み合わせ状態を示す断面図
である。

【０００８】まず全体構成を説明する。図１及び図２に
示すように本実施例の自動重心割出し吊具は、吊フレー
ム１、一対の油圧シリンダ２、３及び支持部材４とから
なる吊具本体５と、吊フレーム１内に固定したロータリ
ー弁６とロータリーダンパー７及びロータリーダンパー
７に取付けた錘り８とからなる傾斜制御装置９と、油圧
シリンダ２、３とから構成してある。

【０００９】吊具本体５は図１に示すように、一対の油
圧シリンダ２、３のヘッド側を適宜間隔明けて吊フレー
ム１に固定し、ロッド側を支持部材４に取付けたもの
で、吊りベース１と油圧シリンダ２、３とが支持部材４
を頂点位置とする概ね二等辺三角形をなすように構成し
てある。

【００１０】ロータリー弁６はいわゆる４ポート３位置
切り替え制御弁と称されるタイプの方向制御弁で、圧力
ポートＰ、タンクポートＴを油圧装置１０に配管接続
し、圧油の制御ポートＡ、制御ポートＢが夫々シャット
オフソレノイド１１、１２を介して油圧シリンダ２、３
に接続してある。また、ロータリーダンパー７は鍾り８
の揺振に対する緩衝装置となるもので、鍾り８は回転軸
１３に垂下させてある。さらにロータリー弁６の回転軸
１４とロータリーダンパー７の回転軸１３との間はベル
ト１５により連結してある（勿論他の手段を用いて連動
するようにしてもよい。）。

【００１１】次に図３ないし図６を参照してロータリー
弁６の詳細構造を説明する。ロータリー弁６はケーシン
グ２０内に一対のロータ２１、２２（以下ロータ２１を
ＰＴロータ２１と、ロータ２２をＡＢロータ２２と称す
る。）を回転自在にして対向配置して構成したものであ
る。

【００１２】ＰＴ、ＡＢ両ロータ２１、２２は相向き合
う端面２３、２４同士、及び夫々の外周側面２５、２６
及び他側の端面２７、２８とケーシング２０の内壁面２
９とを摺接可能に密着させて収納してある。またＰＴロ
ータ２１、ＡＢロータ２２夫々に回転軸１４、１６が設
けてあり、ＰＴロータ２１の回転軸１４に設けたプーリ
１７に既述のベルト１５が掛け回してある。なお、ロー
タリー弁６の配置を左右逆転させてＡＢロータ２２の回
転軸１６にプーリを設けてベルト１５を掛け回しロータ
リーダンパー７と連結するようにしてもよい。

【００１３】ＰＴロータ２１の端面２３には圧油供給用
の開口３０と圧油排出用の開口３１が円周Ｘ上の対応位
置に一対づつ形成してある。これら開口３０、３１は同
一の直径ｄ１を有する円形開口としてある。またＰＴロ
ータ２１の外周側面２５には一対の溝３２、３３が並列
に形成してある。溝３２はケーシング６の内壁に形成し
た通路３４を介して圧力ポートＰに接続し、溝３３は同
じくケーシング６の内壁に形成した通路３５を介してタ
ンクポートＴに接続している。

【００１４】一方、ＡＢロータ２２の端面２４にはＰＴ
ロータ２１の開口３０、３１を設けた円周Ｘと対応する
円周位置に環状溝３６を形成してある。環状溝３６の溝
幅ｄ２は開口３０、３１の直径ｄ１よりも小さくしてあ
る。この環状溝３６にはＰＴロータ２１の四つの開口３
０、３０、３１、３１と対応する位置に夫々制御用のラ
ンド部３７・・・を設けて四分割してある（以下では各
分割された部分を制御溝部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３
６ｄと言う。）。ランド部３７は円形のもので、その直
径ｄ３は開口３０、３１の直径ｄ１に等しくしてある
（即ち環状溝３６の溝幅ｄ２よりも大きい。）。このラ
ンド部３７は、例えば丸棒材を環状溝３６に打ち込むこ
とにより形成することができる。またＡＢロータ２２の
外周側面２６にも一対の溝３８、３９が並列に形成して
ある。溝３８はケーシング６の内壁に形成した通路４０
を介して制御ポートＡに接続し、溝３９は同じくケーシ
ング６の内壁に形成した通路４１を介して制御ポートＢ
に接続している。

【００１５】次にロータリーダンパー７の詳細構造を図
３、図７及び図８により説明する。このロータリーダン
パー７は、既述の回転軸１３を両端から突出させたハウ
ジング５１上に可変絞り５２を内蔵する絞り装置５３を
搭載して構成してある。ハウジング５１は中空円筒状の
もので、内部の中空部５４は両端をカバー５１ａで塞い
で密閉してある。そして中空部５４内には突出壁５５が
ねじ止めしてある。この突出壁５５は中空部５４の軸線
方向全長に渡って突出するように設けてあり、その先端
は図示のように回転軸１３の側面に当接するする高さ寸
法、形状に形成してある。

【００１６】また、回転軸１３にはベーン板５６がねじ
止めしてある。このベーン板５６は先端が中空部５４の
壁面に当接するようになっており、その当接長さは突出
壁５５と同様に中空部５４の軸線方向全長に渡らせてあ
る。

【００１７】即ち、中空部５４は突出壁５５とベーン板
５６とにより二つの部屋Ａ、Ｂに分割されており、各部
屋Ａ、Ｂには粘性流体（以下単にオイルという。）５７
を封入してある。また、部屋Ａ、Ｂには夫々外部流路５
８、５９が設けてあり、両外部流路５８、５９は絞り装
置５４内に連通し、絞り装置５４内の可変絞り５２を介
して部屋Ａ、Ｂは短絡した状態になっており、オイル５
７の流れに対して可変絞り５２が抵抗となるよう構成し
てある。

【００１８】更に、オイル５７の外気温度等による体積
変化を吸収するため、絞り装置５３は可変絞り５２に連
通させて蓄圧室６０を備えている。蓄圧室６０にはオイ
ル５７の体積変化を吸収するためのばね６１とピストン
６２を設けてある。即ち、部屋Ａ、Ｂ内に封じ込めたオ
イル５７が外気温度によって体積変化を起こしてもその
膨張エネルギーによってハウジング５１の中空部５４内
に過大の圧力が掛かって破損を生じさせたりしないよう
にしてある。

【００１９】油圧装置１０は図１に示すように、可変容
量油圧ポンプ（以下単に油圧ポンプという。）７０から
の圧油供給ライン７１をロータリー弁６の圧力ポートＰ
に接続してタンク７２内の油を供給可能とし、またロー
タリー弁６のタンクポートＴに圧油排出ライン７３を接
続してタンク７２への油の戻しを行なえるようにしたも
のである。圧油供給ライン７１の途中、具体的には油圧
ポンプ７０とチェック弁７４との間にはリリーフライン
７５が接続してあり、リリーフ弁７６の作動によりタン
ク７２への圧油の戻りを可能としてある。なお図中７７
は電動モータ、７８は油圧計、７９はサクションフィル
タである。

【００２０】次に本実施例の動作について説明する。図
９Ａに示すように吊りベース１に荷物Ｌを吊下げた際
に、荷物Ｌの重心Ｇが支持部材４の直下に位置していな
いとすると、荷物Ｌは吊フレーム１と油圧シリンダ２、
３が二等辺三角形を形成したままの状態で重心Ｇが支持
部材４の直下に位置するまでどんどん傾斜していこうと
する。ところが錘り８が常に鉛直方向に垂下しようとす
るため、図９Ｂに示すように吊フレーム１に傾斜が生じ
るとロータリーダンパー７の回転軸１３は錘り８により
回転させられる。この錘り８による回転軸１３の回転方
向は、吊フレーム１の傾斜を回転運動として捉えた場合
の回転方向とは逆方向になる。そしてロータリーダンパ
ー７の回転軸１３の回転はベルト１５によりロータリー
弁６の回転軸１４に伝えられ、対応角度だけロータリー
弁６の回転軸１４も回転させられる。

【０００２１】この回転軸１４の回転に伴い、ＰＴロー
タ２１は開口３０、３１がＡＢロータ２２に設けたラン
ド部３７により塞がれた初期状態（いわゆるオールポー
トブロック）からある角度回転する。すると開口３０、
３１とランド部３７との位置がずれてＡＢロータ２２の
環状溝３６に対して開口３０、３１が開口する（図５及
び図６参照）。開口する部分の面積〔図６中斜線部分〕
はＰＴロータ２１の回動量に応じて近似的にリニヤに変
化する。

【００２２】この開口面積に比例した量の圧油が圧油供
給ライン７１、圧油ポートＰを介して通路３４、開口３
０を通り、環状溝３６内、具体的には制御ポート３６
ａ、３６ｃ内に入り、通路４０から制御用ポートＡを介
して油圧シリンダ３に供給され、油圧シリンダ３を伸張
させる。一方、制御用ポートＢから通路４１を介して環
状溝３６、具体的には制御ポート３６ｂ、３６ｄ内に戻
り、開口３１から通路３５を通り、タンクポートＴを介
して圧油排出ライン７３へとつながるラインが形成さ
れ、油圧シリンダ２からの戻りの圧油はタンク７２へと
排出され、油圧シリンダ２はこれに伴って縮退する。こ
れら油圧シリンダ２の縮みと油圧シリンダ３の伸びは開
口量に比例して行なわれる。

【００２３】油圧シリンダ２の縮みと油圧シリンダ３の
伸びにより、吊フレーム１と両油圧シリンダ２、３が形
成する三角形状は初期状態の二等辺三角形から不等辺三
角形へと変化し、これに連れて吊フレーム１の傾斜は水
平方向へと戻りだす。すると錘り８は鉛直方向への垂下
状態を保とうとし、吊フレーム１に対していわば逆方向
へと回転することになり、これによってロータリーダン
パー７の回転軸１３は先程とは逆方向へと錘り８により
回転させられる。そしてロータリーダンパー７の回転軸
１３の逆方向回転によってロータリー弁６の回転軸１４
も同じく逆方向に回転し、開口３０、３１とランド部３
７との位置がＡＢロータ２２の環状溝３６に対して開口
している状態から閉じる方向へと変化する。これによっ
て制御ポートＡを介して油圧シリンダ３に供給されてい
る圧油が開口面積の減少に比例して減少し、油圧シリン
ダ３の伸張が徐々に止り、一方、制御ポートＢから圧油
排出ライン７３を介してタンク７２へと排出される油量
も同様にリニアに減少して油圧シリンダ２の縮退も徐々
に止る。即ち吊フレーム１の傾斜の戻りが錘り８による
ロータリーバルブ６への入力信号のフィードバック信号
ととなって吊フレーム１の傾斜が修正される。

【００２４】ここで錘り８の振れに対するロータリーダ
ンパー７による緩衝作用について説明する。吊フレーム
１の傾斜によって回転軸１３が回転するとハウジング５
１と回転軸１３の相対角度に変化が生じる。すると、中
空部５４を分割した部屋Ａ、Ｂ内部に封入したオイル５
７は外部流路５８、５９を通って他方の部屋側に向かっ
て流れる。例えば錘り８の揺振によってハウジング５１
が右回転し(図７中で）、部屋Ａがベーン板５６の位置
移動により狭くなったとすると、部屋Ａ内のオイル５７
が外部流路５８から可変絞り５２を経て外部流路５９か
ら部屋Ｂに流れ込む。このときオイル５７の流れに対し
て生ずる可変絞り５２による絞り効果が回転軸１３の動
きに対して抵抗となり、回転軸１３の回転動作によって
生じる回転エネルギーはこの抵抗によって吸収され、緩
衝される。勿論、上述の状態とは逆の回転方向でも緩衝
動作としては同様である。

【００２５】そして荷物Ｌの重心Ｇが支持部材４の直下
に位置して吊フレーム１が水平状態に戻り、錘り８が上
述のようなロータリーダンパー７の緩衝作用によって鉛
直方向に垂下すると（図９Ｃ）、ＰＴロータ２１の開口
３０、３１がＡＢロータ２２のランド部３７により塞が
れたオールポートブロック状態に戻り、ここでシャット
オフソレノイド１１、１２を閉じることにより圧油の供
給、排出を完全に停止させれば吊フレーム１はそのまま
水平状態に保たれる。

【００２６】なおシャットオフソレノイド１１、１２は
必ずしも必要なものではないが、ロータリーバルブ６に
リーク（内部の左ＡＢロータ２１、２２間や左ＡＢロー
タ２１、２２とケーシング２０の内面との間における圧
油のリーク）があることを想定して設けたものである。
即ち上述のようなリークがあるとそのリークを補うため
常に油圧ポンプ７０を作動させておく必要があり、一度
吊フレーム１の水平が取れた後はシャットオフソレノイ
ド１１、１２を閉じて吊フレーム１と油圧シリンダ２、
３が作る構造を剛のものとすることができるようにして
いる。またこれによって搬送中の揺れ等の外乱にも対処
できる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に係る自動重心割出し吊具は以
上説明したようなものなので、荷物を吊った際に荷物の
重心位置によって吊フレームに傾斜が生じても自動的に
油圧シリンダを伸縮させ、バランス状態で吊フレームを
水平状態にする動作を自動的に行なわせることができ、
従来のように作業者の熟練を必要としなくなるという効
果がある。また請求項２に係る自動重心割出し吊具は、
鍾りの揺振に対する振動減衰特性を向上させ、吊フレー
ムを水平に戻す際の応答性を高めるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す油圧回路図である。

【図２】全体構成を示す概略正面図である。

【図３】ロータリー弁とロータリーダンパー及び錘りの
組み合わせ状態を示す断面図である。

【図４】ロータリー弁の左ＡＢロータの組み合わせ状態
を示す分解斜視図である。

【図５】ロータリー弁のロータ回転時の開口状態を示す
説明図である。

【図６】ロータリー弁の開口部分の拡大説明図である。

【図７】ロータリーダンパーの軸線に垂直な方向での縦
断断面図である。

【図８】ロータリーダンパーの軸線に平行な方向での縦
縦断面図である。

【図９】動作状態の説明図で、Ａは荷物をつり下げた際
の初期状態、Ｂは荷物により吊フレームが傾斜した状
態、Ｃは吊フレームが水平を取り戻した状態ある。

【符号の説明】

１ 吊フレーム ２、３ 油圧シリンダ ４ 支持部材 ５ 吊具本体 ６ ロータリー弁 ７ ロータリーダンパー ８ 錘り ９ 傾斜制御装置 １０ 油圧装置 １３、１４ 回転軸 １５ ベルト ２１ ＰＴロータ ２２ ＡＢロータ ２３、２４、２７、２８ 端面 ２５、２６ 外周側面 ２９ 内壁面 ３０、３１ 開口 ３２、３３、３８、３９ 溝 ３６ 環状溝 ３７ ランド部 ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ 制御溝部 ５１ ハウジング ５１ａ カバー ５２ 可変絞り ５３ 絞り装置 ５４ 中空部 ５５ カバー ５５ 突出壁 ５６ ベーン板 ５７ 粘性流体 ７０ 可変容量油圧ポンプ Ｐ 圧力ポート Ｔ タンクポート Ａ、Ｂ 制御ポート Ｌ 荷物 Ｇ 荷物の重心

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吊フレーム、一対の油圧シリンダ及び支
   持部材とからなる吊具本体と、ロータリー弁及び錘りと
   からなる傾斜制御装置と、上記一対の油圧シリンダへの
   圧油の供給・排出を上記ロータリー弁を介して行なう油
   圧源とからなり、上記一対の油圧シリンダは夫々ロッド
   側もしくはヘッド側のいずれか一方側の端部を所定の間
   隔を置いて上記吊フレームに固定し、夫々他方側の端部
   を近接させて上記支持部材に取付け、上記ロータリー弁
   は、上記一対の油圧シリンダの中間位置で上記吊フレー
   ムに固定したケーシング内に一対の円筒状ロータを回転
   自在にして対向配置すると共に該ロータの対向する端面
   同士を摺接させてなり、一方のロータは、上記端面に少
   なくとも一対以上の円形開口を同一円周上に配置開口さ
   せ、上記各円形開口の対は夫々一方をケーシングの圧力
   ポートに、他方をタンクポートに連通させ、他方のロー
   タは、上記一方のロータに設けた円形開口と対応する位
   置に環状溝を設け、上記環状溝の途中で上記円形開口と
   対応する位置夫々に上記円形開口開閉用の円形ランド部
   を設けて上記環状溝を間欠的に遮断し、該遮断された環
   状溝の相隣る部分の一方を上記油圧シリンダの一方に対
   する圧油の供給・排出制御ポートに、他方を上記油圧シ
   リンダの他方に対する圧油の供給・排出制御ポートに連
   通させると共に、上記一方のロータの回転軸に上記錘り
   を垂下させ、該錘りの揺振により上記一方のロータの回
   転軸を回転駆動し、上記ロータの円形開口の開口度に応
   じて上記油圧シリンダへの圧油の供給・排出を制御する
   ようにしてなる自動重心割出し吊具。
2. 【請求項２】 内部に円筒形の中空部を備え、該中空部
   両端を塞止して粘性流体を封入したハウジングと、上記
   中空部の軸線に沿って該中空部内を貫通する回転軸とか
   らなり、上記中空部の軸線方向全長に渡って突出しかつ
   突出端が上記回転軸の側面に当接する突出壁部を上記ハ
   ウジングに設けると共に、上記中空部の壁面に軸線方向
   全長で当接する板体を上記回転軸に設けて上記中空部内
   を二室に分割し、且つ上記二つの部屋の間を上記粘性流
   体の流れに対して抵抗となる可変絞りを設けた外部流路
   にて短絡し、上記ハウジング若しくは回転軸の回転エネ
   ルギーを上記可変絞りによる抵抗力で吸収するロータリ
   ーダンパーを有し、該ロータリーダンパーを上記吊フレ
   ームに取付け、これらの回転軸の間を回転伝達手段によ
   り連結し、かつ上記ロータリーダンパーの回転軸に上記
   錘りを垂下させてなる請求項１の自動重心割出し吊具。